Создайте сеть в сотовом стиле

Это развитие может привести к новым способам создания сложных и прочных полимерных структур с использованием биологических молекул. Кроме того, использование биомолекулярных машин для непрерывной сборки реконфигурируемых сетей может позволить создать новый класс самовосстанавливающихся материалов.

Эти самовосстанавливающиеся материалы могут привести к более долговечным солнечным элементам, автоматически восстанавливая повреждения от длительного воздействия солнечного света.Впервые биомолекулярные машины были использованы для выполнения механической работы по деформации и динамической сборке сложных, далеких от равновесия полимерных сетей. В биологии трубчатые структуры, образованные из белков, например микротрубочки, функционируют как магистрали для транспортировки небольших молекул. Эти сложные сети можно использовать для создания самовосстанавливающихся долговечных материалов.

Проблема в том, что искусственные версии этих трубчатых магистралей не очень надежны. Кроме того, современные методы синтеза не могут создать необходимые разнообразные структуры. Напротив, клетки создают сложные структуры.

Способность биологии управлять формированием и деформацией сетей для управления процессами сборки вдохновила ученых из Sandia National Laboratories.Ученые использовали биомолекулярные машины, в частности кинезиновые двигатели, для быстрой и непрерывной сборки сетей, состоящих из нанотрубок. Трубки были сделаны из блок-сополимеров, синтетического аналога молекул, используемых в природе. Эти мезомасштабные сети имели размер от сотен микрометров до десятков миллиметров и состояли из трубок диаметром 30-50 нанометров.

Примечательно, что механической энергии, генерируемой кинезиновыми двигателями, было достаточно, чтобы деформировать резервуарные капсулы полимера и вытащить нанотрубки.Эта механическая работа также позволила быструю и непрерывную сборку крупномасштабных одномерных нанотрубок, которые могут переносить небольшие молекулы или наночастицы. Добавление синтетического липида сделало полимерный строительный блок в резервуаре более текучим и позволило отрегулировать размер и морфологию экструдированных трубок.

Использование биомолекулярных машин для непрерывной сборки одномерных массивов может обеспечить легкий доступ к новому классу самовосстанавливающихся материалов для электроники и солнечных батарей, среди прочего.


Портал обо всем